角色动画中IK 与 FK 的转换思路 水晶石陈菁杉

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1、角色动画中IK与FK的转换水晶石教育陈菁杉做过角色动画的朋友们是否都有这样的经验，到手的角色在四肢上往往有两套控制系统，一个是IK控制系统，一个是FK控制系统。两种控制系统往往要交互使用才能KEY出合理的动画，其中IK和FK转换的问题经常会困扰着我们，这次让我们想想办法，讨论一下角色动画中IK与FK的转换。为什么有的时候对于我们人类来说最简单不过的上肢动作，动画师却要费劲九牛二虎的力气才能让角色做出来。又或许，让胳膊变个魔术解解大家心中的疑惑。1、角色动画中为什么要同时存在IK/FK两种骨骼控制方式？有些初学的朋友问，这两种方式有区别么？为什么不能直接用其中一种控制方式得

2、了，要是只做一种肯定能省不少力气吧。（笔者也曾经窃窃这么想过，但是这样偷懒，KEY动画的兄弟姐妹就要拿板砖招呼我了，做RIGGING的比起KEY动画的在公司里毕竟是少少数派，打架吃亏啊。为了自己还能健康成长，这种懒是偷不得的，切记啊。）下面就说说角色动画中为什么要同时存在IK/FK两种骨骼控制方式。动画在模拟有牵引、拖拽、支撑等动作时使用IK会比较方便快捷。比如俯卧撑、端花瓶、推车等等。但是在处理圆滑柔顺、主动发力的动作时，用FK更灵活自如。比如手臂骨折时、走路时手臂自然摆动、扇扇子、做早操等等。复杂的角色动画有可能在进行一连串的动作的时候IK和FK之间是要经常转换的，视

3、情况有的时候是从IK转换成FK，有的时候是FK转换成IK。如图1大家用脚趾头想想，一个走路时手臂老是象扶着玻璃的家伙是多么怪异啊。因此，在为一个角色做RIGGING时，常常在手臂和腿部设置上三套骨头（哇塞，进化史上绝无仅有）。如图2。用于绑定的骨骼同时被IK骨骼和FK骨骼进行旋转约束，当需要IK来控制时，就用IK控制的骨骼约束绑定骨骼，反之也可用FK控制的骨骼约束绑定骨骼。看似聪明的办法，也很累人啊，这不仅使做RIGGING的同志填加巨大的工作量，同时也为KEY动画的兄弟姐妹制造了新的麻烦。1、IKFK转换的难点。为什么会有如此大的麻烦呢，咱们先从这两种控制方式的原理说起

4、IK既反向动力学，是通过……..FK也称正向动力学，……..无论我们从其中任何一种控制方式转换成另外一种控制方式的时候，都要求我们把三套（实际是两套）骨骼合并成一套。由于计算方式的不同，我们很难将IK和FK的骨骼对到一起。就像两队工人隔着大山一起挖洞，如果没有精确的计算的话两队人马是不可能在大山正中间将洞打通的。角色控制也是如此，如果只是近似的将其拼到一起，必然会导致角色在某个瞬间突然的抖动。所以，做动画的同志会有意无意的尽量避免同一段动画中接同时使用IK和FK控制同一只手臂。迫不得已的情况下只好硬着头皮去对位置了，请相信我，如果不采取一些办法的话，这么做绝对比90岁老太

5、太不戴眼睛穿针难的多的多。3、解决思路其实这个问题解决起来也不是很麻烦，我们有很多种方法，但是在RIGGING的时候就将这个问题彻底解决是最好的方法。我的方法是安插卧底（卧底？无间道？），呵呵，有点顾弄玄虚了，通俗点说就是在IK和FK两套骨骼里面放置对方的复制物体（可以理解为跟踪器）。例如IK的极坐标约束可以复制一个放在FK的骨骼里做跟踪器（如图3），平常跟FK进行旋转，在需要将FK转换成IK的时候，第一步将FK末端对IK控制器进行位置约束。第二步将IK极坐标约束跟踪器对IK极坐标约束进行旋转约束。第三步将两个新增加的约束删除，这时候IK骨骼就会跟FK骨骼重合到一起了。（

6、如图4）第四步我们就可以在这个时候通过修改IKFK转换控制器的参数将FK的控制转换成IK的控制。如果是将IK转换成FK就更简单了，用IK的骨骼把FK的控制器旋转约束一下再删除约束就可以了。怎么样很简单吧？有人会敲我的头“简单什么啊，难道要做动画的人每次都依此步骤操作一边吗？多麻烦啊，猪头啊你。”4、通过MEL帮忙。我说过那只是思路，真正实施起来就不费动画师的什么事了，做RIGGING的人早就为你准备好了。因为我们可以用MEL帮忙。先前我们做过的每一个步骤都会在SCRIPTEDITOR里记录下来，（如图5）通过整理可以得到一段刚才步骤的MEL命令语言。以后我们就利用这几段M

7、EL就可以进行IK和FK的转换了，每到需要的时候执行他就可以得到想要的效果了（本人在执行的时候进行了一定的修改）。又有人说了“还是不方便啊，你做RIGGING可以了，我们还是不方便使用啊。因为那些MEL在你机器里，我们哪里找去啊，难道还要我们每人都拷贝一份，放到自己机器里，用的时候再调出来。换台机器还得调一遍。不行，太麻烦了。真是猪头啊你。”5、一个MEL命令很关键。先不着急，你们不信就看看这个。图6手旁边有两个IKFK转换按钮，只需要轻轻一点，就可以迅速进行IKFK的转换了，很省力气。其中的奥秘就是在场景文件中我们添加了一个